CN110227365A - 一种微细纳米气泡溶液的制备装置及微细纳米气泡溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微细纳米气泡溶液的制备装置，包括微细纳米气泡发生器，所述微细纳米气泡发生器包括一外壳、一第一腔体、一处理部分和一第二腔体；所述处理部分的表面设有至少一圆锥通孔和一入水孔；所述圆锥通孔内设有至少一螺旋沟；所述第一腔体通过所述圆锥通孔和所述入水孔与所述第二腔体相通。本发明还公开了一种微细纳米气泡溶液。利用本发明可制备得到微细纳米气泡溶液，且微细纳米气泡在溶液的底部聚积。当溶液内的气体为氧气时形成的微细纳米气泡氧溶液可作为医疗溶液或普通饮料使用，口服摄入微细纳米气泡氧溶液后皮下动脉血氧饱和度可提升1％以上。当溶液内的气体为臭氧时的微细纳米臭氧溶液可作为除菌剂、消毒剂、清洁剂使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种微细纳米气泡溶液的制备装置及微细纳米气泡溶液。当溶液内的气体为氧气时，形成的微细纳米气泡氧溶液可应用于医疗溶液或普通饮料。当溶液内的气体为臭氧时，形成的微细纳米气泡臭氧溶液可应用于除菌剂、消毒剂、清洁剂。
背景技术
[专利文献1]特开2012-96203号公报
[非专利文献1]柘植秀樹「微气泡纳米气泡的基础」、Bull，Soc，Sea Water Sci.，Jpn.，64，4-10(2010)
专利文献1中描述的氧纳米气泡的水溶液，其特征是在1ml中含有1017个以上1-10nm氧纳米气泡。然而，根据专利文献1和非专利文件1中描述的所示，在实际50L以上溶液水罐中生产氧纳米气泡时，作为示例1(Peak-1)研究的气泡个数平均直径为131.0nm，示例2的个数平均直径为70.5nm，示例3的个数平均直径为6.8nm氧纳米气泡为30nm以下的氧纳米气泡聚积在溶液底部的特性。
此外，正如专利文献1所披露的，虽然纳米泡水有望在治疗或预防癌症方面有效，但在50L以上溶液罐中生产氧纳米气泡时，30nm以下的氧纳米气泡，鉴于在底部容易积累的属性，是否被视为作为专利文献1中披露的纳米气泡饮料稳定而大量生产，目前不得而知。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种微细纳米气泡溶液的制备装置，能够在溶液中制备得到大量的微细纳米气泡，进而可以大量生产稳定性高的微细纳米气泡溶液。
为了实现上述目的，本发明提供了一种微细纳米气泡溶液的制备装置，包括微细纳米气泡发生器，所述微细纳米气泡发生器包括一外壳、一第一腔体、一处理部分和一第二腔体；所述处理部分的表面设有至少一圆锥通孔和一入水孔；所述圆锥通孔内设有至少一螺旋沟；所述第一腔体通过所述圆锥通孔和所述入水孔与所述第二腔体相通。
进一步，所述第一腔体中的溶液通过所述圆锥通孔和所述入水孔后，可在所述第二腔体中产生交叉涡流，进而产生微细纳米气泡。
进一步，所述处理部分为一圆柱形；所述处理部分的圆周上设有所述圆锥通孔，且所述圆锥通孔的斜度在5度以上；所述圆锥通孔的较小端直径为0.1～3毫米。
进一步，所述入水孔为一圆柱形孔道，孔道直径为0.1～3毫米。
进一步，所述的微细纳米气泡溶液的制备装置还包括溶气装置，所述溶气装置通过管路与所述微细纳米气泡发生器连接，所述溶气装置包括一气体源、一压力泵和一溶液罐，并通过管道相连接。进一步，所述气体源通过一管道与所述溶液罐流体连接，所述压力泵设置于所述管道上；使得所述气体源中的气体流出后，在所述压力泵的作用下经由所述管道进入装有溶液的溶液罐中，实现在溶液中溶解气体，以获得含有气体的溶液。然后，含有气体的溶液在通过管路进入所述微细纳米气泡发生器。
进一步，所述气体源中气体的流出速率为0.5-5L/min。
进一步，所述压力泵的压力为0.2-1.0MPa。
进一步，所述溶液罐中的溶液通过管道以1-100L/min的速率流入所述微细纳米气泡发生器中。
进一步，所述外壳的材料选自不锈钢和塑料中的至少一种。
本发明还提供了一种微细纳米气泡溶液，由上述所述的微细纳米气泡溶液的制备装置制备得到。
进一步，所述微细纳米气泡溶液中的微细纳米气泡的平均直径为1～10nm，并且，所述微细纳米气泡存在于所述微细纳米气泡溶液的靠近底部处。
进一步，所述微细纳米气泡内气体选自空气、氧气、臭氧、二氧化碳、氢气和氮气中的至少一种。
进一步，每升所述微细纳米气泡溶液中含有0.5L气体。
进一步，所述微细纳米气泡内气体为氧气时，形成的微细纳米气泡氧溶液可作为医疗溶液或普通饮料使用。
进一步，所述微细纳米气泡内气体为臭氧时，形成的微细纳米气泡臭氧溶液可作为除菌剂、消毒剂及清洁剂使用。
本发明中，口服摄入本发明所述的微细纳米气泡氧溶液，可提升皮下动脉血氧饱和度1％以上。
本发明的优点在于：利用本发明的装置能够在溶液中制备得到大量的微细纳米气泡，进而可以大量生产稳定性高的微细纳米气泡溶液。本发明制备得到的微细纳米气泡溶液，微细纳米气泡在溶液的底部聚积。当溶液内的气体为氧气时，形成的微细纳米气泡氧溶液可作为医疗溶液或普通饮料使用，口服摄入微细纳米气泡氧溶液后皮下动脉血氧饱和度可提升1％以上。当溶液内的气体为臭氧时，形成的微细纳米气泡臭氧溶液可应用于除菌剂、消毒剂、清洁剂。
附图说明
图1为本发明实施例1中的微细纳米气泡发生器的示意图。
图2为本发明实施例2中的微细纳米气泡溶液的制备装置的示意图。
图3为本发明实施例2中的溶气装置示意图。
图4为本发明试验例1中的微细纳米气泡的直径和数量分布图。
图5为本发明试验例2中的微细纳米气泡的直径和数量分布图。
图6为本发明试验例3中的皮下动脉血氧饱和度的变化图。
图中的标号分别为：
1、微细纳米气泡发生器；
2、溶气装置；
11、外壳；
12、入水孔；
13、处理部分；
14、圆锥通孔；
15、第一腔体；
16、第二腔体；
21、气体源；
22、压力泵；
23、溶液罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种微细纳米气泡溶液的制备装置，参考图1包括微细纳米气泡发生器1，所述微细纳米气泡发生器1包括一外壳11、一第一腔体15、一处理部分13和一第二腔体16；所述处理部分13的表面设有若干圆锥通孔14和一入水孔12；所述圆锥通孔14内设有1个以上的螺旋沟；所述第一腔体15通过所述圆锥通孔14和所述入水孔12与所述第二腔体16相通。
所述第一腔体15中的溶液通过所述圆锥通孔14和所述入水孔12后可在所述第二腔体16中产生交叉涡流，在涡流的作用下溶液中含有的气体由大气泡变为小气泡，进而产生微细纳米气泡。
所述处理部分13为一圆柱形；所述圆柱形的圆周上设有一排或多排的圆锥通孔14，且所述圆锥通孔14的斜度在5度以上；所述圆锥通孔14的较小端直径为0.1～3毫米；所述入水孔12为一圆柱形孔道，孔道直径为0.1～3毫米。所述外壳11的材料选自不锈钢和塑料中的至少一种。
实施例2
一种微细纳米气泡溶液的制备装置，参考图1包括微细纳米气泡发生器1，所述微细纳米气泡发生器1包括一外壳11、一第一腔体15、一处理部分13和一第二腔体16；所述处理部分13的表面设有若干圆锥通孔14和一入水孔12；所述圆锥通孔14内设有1个以上的螺旋沟；所述第一腔体15通过所述圆锥通孔14和所述入水孔12与所述第二腔体16相通。
所述第一腔体15中的溶液通过所述圆锥通孔14和所述入水孔12后可在所述第二腔体16中产生交叉涡流，在涡流的作用下溶液中含有的气体由大气泡变为小气泡，进而产生微细纳米气泡。
所述处理部分13为一圆柱形；所述圆柱形的圆周上设有一排或多排的圆锥通孔14，且所述圆锥通孔14的斜度在5度以上；所述圆锥通孔14的较小端直径为0.1～3毫米；所述入水孔12为一圆柱形孔道，孔道直径为0.1～3毫米。所述外壳11的材料选自不锈钢和塑料中的至少一种。
本发明的微细纳米气泡溶液的制备装置中还包括溶气装置2，参考图3，所述溶气装置2通过管道与所述微细纳米气泡发生器连接，所述溶气装置2包括一气体源21、一压力泵22和一溶液罐23，并通过管道相连接。
参考图2，所述气体源21中的气体流出，可在所述压力泵22的作用下通入到装有溶液的溶液罐23中，然后含有气体的溶液通过管道进入所述微细纳米气泡发生器1。所述气体源21中气体的流出速率为0.5-5L/min。所述压力泵22的压力为0.2-1.0MPa。所述溶液罐23中的溶液通过管道以1-100L/min的速率流入所述微细纳米气泡发生器1中。
实施例3
在本实施例中，通过上述实施例1和实施2的微细纳米气泡溶液的制备装置制备得到一种微细纳米气泡溶液。
所述微细纳米气泡溶液中的微细纳米气泡的平均直径为1～10nm，并且，所述微细纳米气泡存在于所述微细纳米气泡溶液的靠近底部处。所述微细纳米气泡内气体选自空气、氧气、臭氧、二氧化碳、氢气和氮气中的至少一种；每升所述微细纳米气泡溶液中含有0.5L气体。所述微细纳米气泡溶液可作为医疗溶液、普通饮料、除菌剂、消毒剂及清洁剂使用。
试验例1
本试验采用动态光散射法测量的微细纳米气泡的直径大小和数量分布，采用大塚电子制造的粒径分子量测定系统(ELSZ-2000)：采用本发明实施例2中的微细纳米气泡溶液的制备装置，制备50L的微细纳米气泡溶液，置于容器中保存。根据不同容器中溶液的高度，从溶液高度80％的位置提取微细纳米气泡溶液，并测量提取的微细纳米气泡溶液中微细纳米气泡的直径大小和数量分布，测试结果如图4所示。
根据图4可知，本测试的气泡直径在1～10nm的范围内。
试验例2
本试验采用动态光散射法测量的微细纳米气泡的直径大小和数量分布，采用大塚电子制造的粒径分子量测定系统(ELSZ-2000)：采用本发明实施例2中的微细纳米气泡溶液的制备装置，制备50L的微细纳米气泡溶液，置于容器中保存。根据不同容器中溶液的高度，分别从溶液高度20％和50％的位置提取微细纳米气泡溶液，并测量提取的微细纳米气泡溶液中微细纳米气泡的直径大小和数量分布，测试结果如图5所示。
根据图5可知，本发明所述微细纳米气泡溶液的制备装置制成的气泡直径在1～10nm的范围内，尤其是6～7nm之间。
根据图4和图5可知，本发明制备得到的微细纳米气泡溶液中的微细纳米气泡的平均直径非常小且微细纳米气泡在溶液的底部聚积。
试验例3
本试验选用本发明中实施例2中以氧气为气体制备得到的微细纳米气泡氧溶液，随机选取实验人员进行血氧饱和度的测试实验。实验人员口服摄入200ml微细纳米气泡氧饮料，选择SEASTAR制的脉冲血氧仪(S-114)来测量指尖动脉血氧饱和度，并记录下动脉血氧饱和度随时间的变化过程，如图6所示。
结果表明，口服摄入本发明的微细纳米气泡氧溶液后，随时间的推移，皮下动脉血氧饱和度得到提升1％以上的结果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，包括微细纳米气泡发生器(1)，所述微细纳米气泡发生器(1)包括一外壳(11)、一第一腔体(15)、一处理部分(13)和一第二腔体(16)；所述处理部分(13)的表面设有至少一圆锥通孔(14)和一入水孔(12)；所述圆锥通孔(14)内设有至少一螺旋沟；所述第一腔体(15)通过所述圆锥通孔(14)和所述入水孔(12)与所述第二腔体(16)相通。
2.根据权利要求1所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述处理部分(13)为一圆柱形；所述处理部分(13)的圆周上设有所述圆锥通孔(14)，且所述圆锥通孔(14)的斜度在5度以上；所述圆锥通孔(14)的较小端直径为0.1～3毫米。
3.根据权利要求1所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述入水孔(12)为一圆柱形孔道，孔道直径为0.1～3毫米。
4.根据权利要求1-3任一项所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述的微细纳米气泡溶液的制备装置还包括溶气装置(2)，所述溶气装置(2)用于向溶液中溶解气体，并通过管路与所述微细纳米气泡发生器(1)流体连接。
5.根据权利要求4所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述溶气装置(2)包括一气体源(21)、一压力泵(22)和一溶液罐(23)；所述气体源(21)通过一管道与所述溶液罐(23)流体连接，所述压力泵(22)设置于所述管道上；使得所述气体源(21)中的气体流出后，在所述压力泵(22)的作用下经由所述管道进入所述溶液罐(23)中。
6.根据权利要求4所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述气体源(21)中气体的流出速率为0.5-5升/分钟；所述压力泵(22)的压力为0.2-1.0MPa。
7.根据权利要求4所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述溶液罐(23)中产生的溶解有气体的溶液以1-100升/分钟的速率经由管路进入所述微细纳米气泡发生器(1)中。
8.根据权利要求1所述的微细纳米气泡溶液的制备装置，其特征在于，所述外壳(11)的材料选自不锈钢和塑料中的至少一种。
9.一种微细纳米气泡溶液，其特征在于，由上述权利要求1-7任一项所述的微细纳米气泡溶液的制备装置制备得到。
10.根据权利要求8所述的微细纳米气泡溶液，其特征在于，所述微细纳米气泡溶液中的微细纳米气泡的平均直径为1～10纳米，并且，所述微细纳米气泡存在于所述微细纳米气泡溶液的靠近底部处。
11.根据权利要求8所述的微细纳米气泡溶液，其特征在于，所述微细纳米气泡内气体选自空气、氧气、臭氧、二氧化碳、氢气和氮气中的至少一种；每升所述微细纳米气泡溶液中含有0.5升的气体。
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